Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
SURGE ARRESTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/006522
Kind Code:
A2
Abstract:
The discharge resistors (1, 2, 24, 25) of a surge arrester are held together by means of an isolating adhesive (14, 22, 23). Microscopic or macroscopic elevations (20, 21) of a metal layer arranged between adjacent discharge resistors press their way through the adhesive and form contact areas.

Inventors:
BARENTHIN GUNDOLF (DE)
GOTTSCHALK INGO (DE)
KRUSKA BERND (DE)
Application Number:
PCT/DE2000/002433
Publication Date:
January 25, 2001
Filing Date:
July 19, 2000
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SIEMENS AG (DE)
BARENTHIN GUNDOLF (DE)
GOTTSCHALK INGO (DE)
KRUSKA BERND (DE)
International Classes:
H01C7/105; (IPC1-7): H01C7/12
Foreign References:
EP0445054A11991-09-04
US4236038A1980-11-25
DE1170046B1964-05-14
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 102 (E-0894), 23. Februar 1990 (1990-02-23) & JP 01 305501 A (MEIDENSHA CORP), 8. Dezember 1989 (1989-12-08)
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Überspannungsableiter mit einem Stapel aus wenigstens einem Ableitwiderstand (1,2,3,24,25), der an seinen Stirn seiten (12,13) jeweils eine leitende Oberflächenbeschichtung (15,16,17,18) aufweist und zwischen zwei Anschlußelektroden (4,5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Ableitwiderstände (1,2,3,24,25) und die Anschluß elektroden (4,5) durch eine zwischen ihnen angeordnete Schicht eines elektrisch isolierenden Klebers (14,22,23) zusammengehalten und durch eine Vielzahl von die Schicht des Klebers (14,22,23) durchdringenden Erhebungen (20,21) einer im Bereich der Stirnseiten (12,13) angeordneten metallischen Schicht (15,16,19) miteinander kontaktiert sind.
2. Überspannunsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht durch die Oberflächenbeschichtung der Ableitwiderstände gebildet ist und die Erhebungen durch die Oberflächenrauhigkeit an der Oberflächenbeschichtung (15,16) vorhanden sind und die Schicht des Klebers (14) nach dem Ver pressen der Ableitwiderstände (1,2) durchdringen.
3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Schicht (19) durch eine zwischen jeweils zwei Ableiterwiderständen (24,25) eingefügte Metallfolie gebildet ist, auf deren beiden Seiten Erhebungen (20,21) vorgesehen sind und daß die Metallfolie (19) auf beiden Seiten jeweils zwischen den Erhebungen (20,21) eine Schicht des elektrisch isolierenden Klebers (22,23) aufweist.
4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (19) aus Kupfer besteht.
5. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (19) aus Aluminium besteht.
Description:
Beschreibung Überspannungsableiter Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit einem Stapel aus wenigstens einem Ableitwiderstand, der an seinen Stirnseiten jeweils eine leitende Oberflächenbe- schichtung aufweist und zwischen zwei Anschlußelektroden angeordnet ist.

Ein derartiger Überspannungsableiter mit Ableitwiderständen, beispielsweise aus Zinkoxid, die jeweils auf ihren Stirnsei- ten eine elektrisch leitende Beschichtung tragen, ist aus dem Stand der Technik vielfältig bekannt.

Im Betrieb muß eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den verschiedenen Ableitwiderständen gewährleistet sein, was beispielsweise dadurch geschieht, daß die Ableitwiderstände axial zusammengedrückt werden.

Für den Transport muß ein Stapel eines Uberspannungsableiters ebenfalls mechanisch stabil zusammengehalten werden.

Es ist bekannt, mehrere Ableitwiderstände mittels eines elek- trisch leitenden Klebers zu einem Stapel miteinander zu ver- kleben.

Hierbei liegt die Schwierigkeit darin, den leitenden Kleber so zu dosieren, daß er bei der Herstellung nicht zwischen den Ableitwiderständen austritt und an deren Mantelseite haften bleibt, was im Betrieb zu Überschlägen führen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Uberspannungsableiter der eingangs genannten Art eine Bauart zu schaffen, die eine elektrische Kontaktierung der Ableitwiderstände auf einfache Art gewährleistet und bei der gleichzeitig der Stapel zuverlässig zusammengehalten wird, ohne daß durch elektrisch leitenden Klebstoff dielektrische Probleme entstehen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der/die Ableitwiderstände (und die Anschlußelektroden) durch eine zwischen ihnen angeordnete Schicht eines elektrisch isolierenden Klebers zusammengehalten und durch eine Vielzahl von die Schicht des Klebers durchdringende Erhebungen einer im Bereich der Stirnseiten angeordneten metallischen Schicht miteinander kontaktiert sind.

Durch die Verwendung eines elektrisch isolierenden Klebers ist das Austreten des Klebers zwischen den Ableitwiderständen dielektrisch ungefährlich. Andererseits entsteht eine elek- trisch isolierende Kleberschicht zwischen jeweils benachbar- ten Ableitwiderständen.

Diese Kleberschicht wird durch Erhebungen der metallischen Schicht durchdrungen, die eine leitende Verbindung durch den Kleber hindurch zwischen den benachbarten Ableitwiderständen gewahrleistet. Um einen möglichst großflächigen Kontakt her- zustellen, wird der Stapel vorteilhaft axial vor dem Erhärten des Klebers stark komprimiert.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die metallische Schicht durch die Oberflächenbeschichtung der Ableitwiderstände gebildet ist und die Erhebungen durch die Oberflächenrauhigkeit an der Oberflächenbeschichtung vorhan-

den sind und die Schicht des Klebers nach dem Verpressen der Ableitwiderstände durchdringen.

Die leitende Oberflächenbeschichtung auf den Stirnseiten der Ableitwiderstände besteht beispielsweise aus Aluminium und ist flammengespritzt (Schoopschicht) oder aus Silber und ist dann durch Siebdruck aufgetragen.

Die Oberflächenbeschichtung ist hierdurch mit einer gewissen Oberflächenrauhigkeit versehen, wodurch unregelmäßige Erhö- hungen und Vertiefungen entstehen. Werden nun zwei solche Schichten zusammengedrückt, so entstehen zumindest an den Stellen der Erhöhungen einer Seite, die auf die jeweils an- dere Oberflächenbeschichtung treffen, elektrische Kontaktbe- reiche. Hieran ändert sich auch nichts, wenn während des Kom- primierens eine Kleberschicht zwischen den Ableitwiderständen vorhanden ist, die noch nicht erhärtet ist.

Nach dem Verpressen der Ableitwiderstände kann die Kompres- sionskraft herabgesetzt werden, da der isolierende Kleber die Ableitwiderstände axial zusammenhält.

Auf diese Weise wird einerseits durch den Kleber der Stapel zusammengehalten, andererseits findet in Axialrichtung eine Kontaktierung zwischen den verschiedenen Ableitwiderständen durch den isolierenden Kleber hindurch statt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die metallische Schicht durch eine zwischen jeweils zwei Ableiterwiderständen eingefügte Metallfolie gebildet ist, auf deren beiden Seiten Erhebungen vorgesehen sind und daß die Metallfolie auf beiden Seiten jeweils zwischen den

Erhebungen eine Schicht eines elektrisch isolierenden Klebers aufweist.

Es sind sog. Kontaktfolien bekannt, die beispielsweise aus Kupfer oder aus Aluminium bestehen und noppenförmige Erhebun- gen an beiden Seiten ihrer Oberfläche tragen. Die noppenför- migen Erhebungen können spitz oder abgerundet ausgebildet sein.

Diese Kontaktfolien sind dazu vorgesehen, zwischen zwei lei- tenden Körpern eingefügt zu werden und einen elektrisch leitfähigen Kontakt herzustellen.

Die Metallfolie trägt auf beiden Oberflächen bestimmte Mengen eines isolierenden Klebers, die sich insbesondere in den Be- reichen zwischen den Noppen befinden.

Wird eine derartige Metallfolie zwischen zwei Ableitwider- ständen verpreßt, so wird mittels der Erhebungen eine Kontak- tierung zu beiden Seiten vermittelt und mittels des isolie- renden Klebers wird die Metallfolie zu jeder Seite mit einem Ableitwiderstand fest verbunden.

Dabei trägt jeder der Ableitwiderstände auf seiner der Me- tallfolie zugewandten Seite eine elektrisch leitende Oberflä- chenbeschichtung, beispielsweise eine flammengespritzte Aluminiumschicht, mit der die Metallfolie in elektrischem Kontakt steht und an der auch der isolierende Kleber gut haftet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Metallfolie aus Kupfer besteht.

Eine derartige Metallfolie aus Kupfer weist die notwendige Duktilität bei hervorragenden Kontakteigenschaften auf.

Die Erfindung kann auch vorteilhaft dadurch ausgestaltet wer- den, daß die Metallfolie aus Aluminium besteht.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrie- ben.

Dabei zeigt Figur 1 im Längsschnitt schematisch einen Überspannungsablei- ter, Figur 2 schematisch eine Verbindung zwischen zwei benachbar- ten Ableitwiderständen und Figur 3 schematisch eine Verbindung zwischen zwei Ableitwi- derständen mit einer Metallfolie.

In der Figur 1 sind Ableitwiderstände 1,2,3 dargestellt, die axial hintereinander in einem Stapel angeordnet sind. Der Stapel von Ableitwiderständen ist zwischen zwei Anschlußelek- troden 4,5 angeordnet, die jeweils Anschlußeinrichtungen 6, 7 aufweisen. Die Anschlußelektroden 4,5 sind mittels Iso- lierstäben 8 miteinander verbunden und axial zusammengepreßt, wobei die Isolierstäbe am Umfang des Ableiterstapels verteilt sind. Die Enden der Isolierstäbe 8 sind in den Anschlußelek- troden 4,5 verklebt oder vercrimpt.

Der Stapel ist gemeinsam mit den Anschlußelektroden und den Isolierstäben 8 mit einem Elastomer 9 vergossen, wobei der Vergußkörper auch Isolierschirme 10,11 aufweist.

In der Figur 2 ist detaillierter der Bereich zwischen zwei Ableitwiderständen 1,2 dargestellt. Jeder der Ableitwider- stände trägt auf seinen Stirnseiten 12,13 jeweils eine sog.

Schoopschicht, d. h. eine metallische Beschichtung, die durch Flammenspritzen aufgebracht ist. In der Figur 2 sind diese Beschichtungen jeweils nur auf einer Seite der entsprechenden Ableitwiderstände 1,2 dargestellt.

Die Schoopschichten weisen eine gewisse Unregelmäßigkeit ihrer Oberfläche auf, die eine bestimmte Oberflächenrauhig- keit, d. h. auch das Vorhandensein von Erhebungen und Vertie- fungen bedingt.

Bei der Montage des Stapels von Ableitwiderständen wird nun eine Schicht eines elektrisch isolierenden Klebers 14 jeweils zwischen zwei Ableitwiderständen aufgebracht und die Ableit- widerstände werden alle gemeinsam axial verpreßt, so daß die Erhebungen der Schoopschichten 15,16 sich jeweils durch die Kleberschichten 14 hindurch in die jeweils gegenüberliegende Oberflächenbeschichtung einpressen und somit Kontaktbereiche erzeugen. Diese Kontaktbereiche reichen für eine Kontaktie- rung und auch für die Leitung des Ableitstroms in dem tuber- spannungsableiter aus.

Figur 3 zeigt eine ebenfalls mögliche Ausführungsform, bei der zwischen den Schoopschichten 17,18 die dort nur schema- tisch dargestellt sind, eine Metallfolie 19 angeordnet ist, die aus Kupfer besteht und auf ihren beiden Oberflächen Erhe- bungen 20,21 aufweist. In den Zwischenräumen zwischen den Erhebungen 20,21 befindet sich isolierender Kleber 22,23.

Bei der Montage des Ableiterstapels wird dieser axial ver- preßt, so daß die Erhebungen 20,21 der Metallfolie 19 sich

zu beiden Seiten in die jeweiligen metallischen Oberflächen- beschichtungen 17,18 eindrücken und somit Kontaktbereiche schaffen.

Gleichzeitig wird der auf der Metallfolie 19 befindliche Iso- lierkleber in den Bereichen 22,23 zwischen den Erhebungen 20,21 mit den jeweiligen Oberflächenbeschichtungen 17,18 in Verbindung gebracht, so daß der isolierende Kleber vermittels der Metallfolie 19 die Ableitwiderstände 24,25 zusammenhält.

Der Ableitstapel ist nach der Montage so stabil, daß er ohne weiteres transportiert werden kann und genügt auch den elek- trischen Anforderungen im Betrieb.